JP2007201073A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2007201073A
JP2007201073A JP2006016433A JP2006016433A JP2007201073A JP 2007201073 A JP2007201073 A JP 2007201073A JP 2006016433 A JP2006016433 A JP 2006016433A JP 2006016433 A JP2006016433 A JP 2006016433A JP 2007201073 A JP2007201073 A JP 2007201073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
drain
semiconductor layer
source
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006016433A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4844133B2 (ja
Inventor
Tomohide Onoki
智英 小野木
Yasuo Segawa
泰生 瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epson Imaging Devices Corp
Original Assignee
Epson Imaging Devices Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epson Imaging Devices Corp filed Critical Epson Imaging Devices Corp
Priority to JP2006016433A priority Critical patent/JP4844133B2/ja
Priority to TW096102441A priority patent/TWI334226B/zh
Priority to KR1020070007410A priority patent/KR100861628B1/ko
Priority to US11/657,008 priority patent/US7629650B2/en
Priority to CN2007100082209A priority patent/CN101009333B/zh
Publication of JP2007201073A publication Critical patent/JP2007201073A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4844133B2 publication Critical patent/JP4844133B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78609Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device for preventing leakage current
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41733Source or drain electrodes for field effect devices for thin film transistors with insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

【課題】表示装置に用いられる薄膜トランジスタの光リーク電流による表示品位の低下を抑止する。
【解決手段】基板10上に下部金属層11が形成され、さらに、バッファ膜12、半導体層13、ゲート絶縁膜14、及びゲート配線15が、この順で形成されている。ゲート配線15上には、コンタクトホールCHを備えた層間絶縁膜16が形成されている。層間絶縁膜16上には、コンタクトホールCHを通して半導体層13のソース13S及びドレイン13Dとそれぞれ接続されたソース配線17S及びドレイン配線17Dが延在している。ここで、ソース配線17S、ドレイン配線17D、及び下部金属層11は、各コンタクトホールCHの側から延びて、半導体層13及びゲート配線15の上方もしくは下方において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆う。
【選択図】 図2

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、表示装置の表示画素に配置される薄膜トランジスタに関する。
一般に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、ガラス基板等の絶縁基板上においてマトリクス状に配置された複数の表示画素に、画素選択用の薄膜トランジスタが形成されている。
図8は、液晶表示装置の表示画素の等価回路図である。図8では、絶縁基板上に複数配置された表示画素の中から、その1つを示している。図8に示すように、垂直駆動回路DR1から画素選択信号が供給されるゲート配線GLと、水平駆動回路DR2から表示信号が供給されるドレイン配線DLとが交差している。
ゲート配線GLとドレイン配線DLに囲まれる領域には、画素選択用の薄膜トランジスタ(以降、「薄膜トランジスタ」と略称する)TRが配置されている。薄膜トランジスタTRのゲートはゲート配線GLと接続されており、そのドレインはドレイン配線DLと接続されている。また、薄膜トランジスタTRのソースは、表示信号を保持する保持容量Cs、及び液晶LCを挟む1対の電極の1つである画素電極と接続されている。液晶LCを挟む1対の電極の他方の電極は共通電位Vcomに接続されている。
次に、図示は省略するが、上記表示画素の概略構成について説明する。即ち、絶縁基板上の複数の領域に、例えばシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜等の絶縁膜であるバッファ膜を介して、例えばポリシリコン層からなる半導体層が形成されている。上記薄膜トランジスタの能動層となる半導体層には不純物が添加されてなるソース及びドレインが形成されている。ソース及びドレインの間にはチャネルが存在する。また、この半導体層と隣接して、もしくは離間して、上記保持容量を構成するもう1つの半導体層が形成されている。
そして、バッファ膜上には、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなり、半導体層を覆うゲート絶縁膜が形成されている。ゲート絶縁膜上には、例えばクロムもしくはモリブデンからなり、局所的に半導体層と対向するゲート配線が形成されている。能動層となる半導体層上のゲート配線は薄膜トランジスタのゲート電極となり、他方の半導体層は、ゲート絶縁膜及びゲート配線と共に保持容量を構成する。また、ゲート絶縁膜上には、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなり、ゲート配線を覆う層間絶縁膜が形成されている。
さらに、半導体層のソース及びドレイン上の層間絶縁膜にはコンタクトホールが設けられている。層間絶縁膜上には、コンタクトホールを通してソース及びドレインとそれぞれ接続されたソース配線及びドレイン配線が形成されている。
さらに、層間絶縁膜上には、ソース配線及びドレイン配線を覆い、ソース配線の一部上に開口部を有する平坦化膜が形成されている。平坦化膜上には、その開口部を通してソース配線と接続された画素電極が形成されている。画素電極上には第1の配向膜が形成されている。また、画素電極と対向して、第2の配向膜及び対向電極が形成された対向基板が配置されている。第1の配向膜と第2の配向膜の間には液晶が封止されている。ここで、対向電極は共通電位Vcomに接続されている。
なお、関連する技術文献としては、例えば以下の特許文献が挙げられる。
特開2005−117069号公報
しかしながら、従来例に係る薄膜トランジスタでは、半導体層の空乏化領域に、外光、表示画素からの表示光、もしくはそれらの反射光が入射して電子正孔対が発生し、光リーク電流が生じ、表示品位が低下していた。半導体層の空乏化領域とは、薄膜トランジスタのソースもしくはドレインと、チャネルとの間に形成されるキャリアの存在しない領域である。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、表示装置に用いられる薄膜トランジスタの光リーク電流による表示品位の低下を抑止するものである。
本発明の半導体装置は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されたバッファ膜と、バッファ膜上に形成された半導体層と、半導体層に不純物が添加されてなるソース及びドレインと、半導体層を覆って前記バッファ膜上に形成されたゲート絶縁膜と、半導体層と一部重畳してゲート絶縁膜上に形成されたゲート配線と、ゲート配線を覆ってゲート絶縁膜上に形成された層間絶縁膜と、ソース及び前記ドレイン上の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、コンタクトホールを通してソースと接続され層間絶縁膜上に延在するソース配線と、コンタクトホールを通してドレインと接続され層間絶縁膜上に延在するドレイン配線と、を備え、ソース配線又はドレイン配線は、ゲート配線上で終端することを特徴とする。ここで、ソース配線又はドレイン配線は、ゲート配線上であって半導体層と重畳する領域で終端する。
また、本発明の半導体装置では、ドレイン配線は、半導体層と重畳して直線状に延びていることを特徴とする。また、本発明の半導体装置では、絶縁基板上には金属層が形成されており、金属層は、コンタクトホール側から延びて、ゲート配線の下方であって半導体層と重畳する領域で終端することを特徴とする。また、本発明の半導体装置は、液晶表示装置の表示画素に配置され、その表示画素を選択する画素選択トランジスタに用いられることを特徴とする。
本発明の半導体装置、即ち薄膜トランジスタによれば、ソース配線、ドレイン配線、もしくは金属層により、半導体層に入射する光が遮光されるため、光リーク電流の発生を極力抑止できる。従って、薄膜トランジスタの光リーク電流による表示品位の低下を極力抑止することができる。
また、上記遮光に係るソース配線、ドレイン配線、もしくは金属層の形成領域を極力小さく抑えることが可能となる。そのため、この半導体装置が、表示装置の表示画素に配置される場合、上記遮光に伴う表示画素の開口率の低下を極力回避することができる。これにより、表示画素の輝度の低下を極力回避することができる。
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置、即ち薄膜トランジスタついて図面を参照して説明する。この薄膜トランジスタは、図8に示した液晶表示装置の表示画素に配置された薄膜トランジスタTRと同様に、各表示画素に配置された画素選択用の薄膜トランジスタであるものとする。また、薄膜トランジスタ以外の構成については従来例と同様であるものとする。
まず、本実施形態の薄膜トランジスタの概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。図1(A)は、後述するソース配線及びドレイン配線のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図1(B)は、図1(A)と同一の平面を示しており、後述する基板側を遮光する下部金属層のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図2は、図1(A)のX−X線に沿った断面図である。図2では、後述する画素電極より上層の構成については図示を省略する。
図1(A)、図1(B)及び図2に示すように、ガラス基板等の絶縁基板(以降、「基板」と略称する)10上に、薄膜トランジスタを基板側から遮光する機能を有した下部金属層11が形成されている。さらに、基板10上には、例えばシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜等の絶縁膜からなり下部金属層11を覆うバッファ膜12が形成されている。
バッファ膜12上には、直線部分を有し、かつ下部金属層11と一部重畳する半導体層13が形成されている。この半導体層13は、例えばアモルファスシリコン層がレーザーアニールされてなるポリシリコン層である。もしくは、半導体層13は、ポリシリコン層以外の半導体層であってもよい。例えば、半導体層13は、その一部もしくは全体がアモルファスシリコン層からなるものであってもよい。半導体層13には、高濃度の不純物が添加されてなるソース13S及びドレイン13Dが形成されている。
なお、半導体層13には、ソース13S及びドレイン13Dに隣接する領域に、低濃度の不純物が添加されてなる低濃度層Aが形成されている。また、半導体層13には、低濃度層Aと対向する側のゲート配線15の端の下方にも、低濃度の不純物が添加されてなる低濃度層Bが形成されている。低濃度層Aと低濃度層Bの間にはチャネルが存在する。即ち、この薄膜トランジスタは、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有している。そして、チャネルと低濃度層A,Bの接合部には、薄膜トランジスタのオフ時にキャリアが生じない空乏化領域DEPが存在する。
また、バッファ膜12上には、例えばシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜等からなり、半導体層13を覆うゲート絶縁膜14が形成されている。ゲート絶縁膜14上には、例えばクロムもしくはモリブデンからなり、局所的に半導体層13と対向するゲート配線15が形成されている。ここで、半導体層13上のゲート配線15は薄膜トランジスタのゲート電極となる。また、ゲート絶縁膜14上には、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなり、ゲート配線15を覆う層間絶縁膜16が形成されている。
さらに、半導体層13のソース13S及びドレイン13D上の層間絶縁膜16にはコンタクトホールCHが設けられている。層間絶縁膜16上には、コンタクトホールCHを通してソース13S及びドレイン13Dとそれぞれ接続されたソース配線17S及びドレイン配線17Dが形成されている。ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、例えばアルミニウムを含む金属からなり、後述するように、半導体層13を遮光する機能を有している。
さらに、層間絶縁膜16上には、ソース配線17S及びドレイン配線17Dを覆い、ソース配線17Sの一部上に不図示の開口部を有する平坦化膜18が形成されている。平坦化膜18上には、その不図示の開口部を通してソース配線17Sと接続された画素電極19が形成されている。また、これより上層は図示しないが、画素電極19上に第1の配向膜が形成されている。また、画素電極19と対向して、第2の配向膜及び対向電極が形成された対向基板が配置されている。第1の配向膜と第2の配向膜の間には液晶が封止されている。ここで、対向電極は共通電位Vcomに接続されている。
次に、上記構成の薄膜トランジスタの詳細な構造として、ソース配線17S及びドレイン配線17Dのレイアウトについて、図面を参照して詳しく説明する。図1(A)及び図2に示すように、ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、ゲート配線15上であって、半導体層13と重畳する領域で終端する。即ち、ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、各コンタクトホールCHを始端とした場合、半導体層13及びゲート配線15上において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆っている。
これにより、ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、少なくとも低濃度層Aの形成領域において、それより上層から入射する光を遮る第1の遮光機能を有する。この第1の遮光機能により、半導体層13の空乏化領域DEPに入射する光を起因とする光リーク電流の発生が極力抑止され、表示品位の低下が極力抑止される。
上記ソース配線17S及びドレイン配線17Dのレイアウトは、本発明の発明者らが行った以下の測定結果を根拠としている。次に、本発明の発明者らが行った以下の測定の結果として、光リーク電流とソース配線17S及びドレイン配線17Dの遮光長との関係について、その特性図を参照して説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタの光リーク電流と遮光長との関係を示す特性図である。ここで、薄膜トランジスタに生じる光リーク電流をIleakとする。また、遮光長とは、ゲート配線の幅方向において、コンタクトホールCHに近い方の端P1を基点とした場合の、その端P1と対向する端P3に向かう方向に延びるソース配線17Sもしくはドレイン配線17Dの距離を意味し、遮光長Lsとして表すものとする。
図3に示すように、光リーク電流Ileakは、遮光長Lsが0となる付近、即ち端P1を超えた付近で急激に減少する。ところが、遮光長Lsがさらに延びて、ゲート配線15の幅方向でP1と対向する端P3を超えても、光リーク電流Ileakは、一定状態もしくは略一定状態となって減少しない。即ち、ゲート絶縁膜のP3を超える遮光長Lsを有するソース配線13S及びドレイン配線13Dのレイアウトは、光リーク電流Ileakの低減に寄与しないと考えられる。そのため、本実施形態では、ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、各コンタクトホールCHを始端として、半導体層13及びゲート配線15上において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆うものとした。
また、図1(B)及び図2に示すように、下部金属層11についても同様に、図3の上記特性図を根拠に、下部金属層11は、コンタクトホールCH側から延びて、ゲート配線15の下方であって半導体層13と重畳する領域で終端するものとした。即ち、下部金属層11は、各コンタクトホールCH側から延びて、半導体層13及びゲート配線15の下方において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆っている。
これにより、下部金属層11は、少なくとも低濃度層Aの形成領域において、それより下層から入射する光を遮る第2の遮光機能を有する。この第2の遮光機能により、第1の遮光機能による場合に加えてさらに確実に、半導体層13の空乏化領域DEPに入射する光を起因とする光リーク電流の発生が抑止され、表示品位の低下が抑止される。
上述した構成によれば、上記第1及び第2の遮光機能を実現する上で、以下に説明するような開口率に関する効果を得ることができる。次に、上記効果を説明するために、液晶表示装置の表示画素に配置される薄膜トランジスタの参考例について説明する。
図4は、参考例に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。図4(A)は、後述するソース配線及びドレイン配線のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図4(B)は、図4(A)と同一の平面を示しており、後述する基板側を遮光する下部金属層のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図5は、図4のY−Y線に沿った断面図である。なお、図4及び図5では、図1及び図2に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図4(A)及び図5に示すように、この薄膜トランジスタは、上記実施形態とは異なり、ソース配線37S及びドレイン配線37Dは、各コンタクトホールCHを始端として、半導体層13及びゲート配線15上において、ゲート配線15の幅方向の端P3を超える領域を覆っている。そのため、表示画素の開口率が低下するという問題が生じる。
また、図4(B)及び図5に示すように、下部金属層31についても同様に、各コンタクトホールCH側から延びて、半導体層13及びゲート配線15の下方において、ゲート配線15の幅方向の端P3を超える領域を覆っている。この構成においても、表示画素の開口率が低下するという問題が生じる。
こうような参考例に対して、本実施形態では、ソース配線17S及びドレイン配線17Dは、半導体層13及びゲート配線15上において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆う。また、下部金属層11は、半導体層13及びゲート配線15の下方において、ゲート配線15の幅方向の端P3を越えない領域を覆う。そのため、表示画素の開口率を上記参考例よりも大きく保つことができる。言いかえれば、本実施形態によれば、表示画素の開口率を極力低下させること無く、上記第1及び第2の遮光機能を実現できるという効果を奏する。結果として、開口率の低下を起因とする表示画素の輝度の低下を極力抑止しつつ、光リーク電流の発生を極力抑止することができる。
なお、上記実施形態は、本発明の他の実施形態として次のような構成を有してもよい。図6は、本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。図6(A)は、後述するドレイン配線のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図6(B)は、図6(A)と同一の平面を示しており、後述する基板側を遮光する下部金属層のレイアウトを説明するために必要な構成要素のみを示している。また、図7は、図6のZ−Z線に沿った断面図である。なお、図6及び図7では、図1及び図2に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、この薄膜トランジスタの下部金属層は、図1(B)及び図2に示した下部金属層11と同様である。
図6(A)及び図7に示すように、ドレイン配線47Dは、各コンタクトホールCHを始端として、半導体層13及びゲート配線15上において、ゲート配線15の幅方向の端P3を超える領域を覆っている。しかし、ドレイン配線47Dは、直線状もしくは略直線状の形状を有しており、半導体層13の直線部分と重畳して延びているため、参考例と比較した場合、表示画素の開口率の低下を極力抑止することができる、即ち、この場合においても、開口率の低下を起因とする表示画素の輝度の低下を極力抑止しつつ、光リーク電流の発生を極力抑止することができる。
なお、本発明は、上記両実施形態の半導体層13において、ソース13Sがドレインとなり、ドレイン13Dがソースとなった場合についても適用される。この場合、ソース配線17Sがドレイン配線として形成され、ドレイン配線17D,47Dがソース配線として形成される。
また、上記両実施形態の薄膜トランジスタは、液晶表示装置の表示画素に配置されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、本発明は、光に曝される環境下で用いられるものであれば、液晶表示装置以外の表示装置、もしくは表示装置以外の装置に配置される薄膜トランジスタに対しても適用される。
本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。 図1のX−X線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタの光リーク電流と遮光長との関係を示す特性図である。 参考例に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。 図4のY−Y線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスタを示す平面図である。 図6のZ−Z線に沿った断面図である。 液晶表示装置の表示画素の等価回路図である。
符号の説明
10 基板 11,31 下部金属層 12 バッファ膜
13 半導体層 13S ソース 13D ドレイン
14 ゲート絶縁膜 15,GL ゲート配線 16 層間絶縁膜
17S,37S ソース配線 17D,37D,47D,DL ドレイン配線
18 平坦化膜 19 画素電極
A,B 低濃度層 DEP 空乏化領域

Claims (5)

  1. 絶縁基板と、
    前記絶縁基板上に形成されたバッファ膜と、
    前記バッファ膜上に形成された半導体層と、
    前記半導体層に不純物が添加されてなるソース及びドレインと、
    前記半導体層を覆って前記バッファ膜上に形成されたゲート絶縁膜と、
    前記半導体層と一部重畳して前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート配線と、
    前記ゲート配線を覆って前記ゲート絶縁膜上に形成された層間絶縁膜と、
    前記ソース及び前記ドレイン上の前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、
    前記コンタクトホールを通して前記ソースと接続され前記層間絶縁膜上に延在するソース配線と、
    前記コンタクトホールを通して前記ドレインと接続され前記層間絶縁膜上に延在するドレイン配線と、を備え、
    前記ソース配線又は前記ドレイン配線は、前記ゲート配線上で終端することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記ソース配線又は前記ドレイン配線は、前記ゲート配線上であって前記半導体層と重畳する領域で終端することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記ドレイン配線は、前記半導体層と重畳して直線状に延びていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記絶縁基板上には金属層が形成されており、
    前記金属層は、前記コンタクトホール側から延びて、前記ゲート配線の下方であって前記半導体層と重畳する領域で終端することを特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記載の半導体装置。
  5. 液晶表示装置の表示画素に配置され、その表示画素を選択する画素選択トランジスタに用いられることを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれかに記載の半導体装置。
JP2006016433A 2006-01-25 2006-01-25 半導体装置 Active JP4844133B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006016433A JP4844133B2 (ja) 2006-01-25 2006-01-25 半導体装置
TW096102441A TWI334226B (en) 2006-01-25 2007-01-23 Semiconductor device
KR1020070007410A KR100861628B1 (ko) 2006-01-25 2007-01-24 반도체 장치
US11/657,008 US7629650B2 (en) 2006-01-25 2007-01-24 Semiconductor device
CN2007100082209A CN101009333B (zh) 2006-01-25 2007-01-25 半导体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006016433A JP4844133B2 (ja) 2006-01-25 2006-01-25 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007201073A true JP2007201073A (ja) 2007-08-09
JP4844133B2 JP4844133B2 (ja) 2011-12-28

Family

ID=38284695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006016433A Active JP4844133B2 (ja) 2006-01-25 2006-01-25 半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7629650B2 (ja)
JP (1) JP4844133B2 (ja)
KR (1) KR100861628B1 (ja)
CN (1) CN101009333B (ja)
TW (1) TWI334226B (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107786A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Hitachi Displays Ltd 表示装置
JP2011187931A (ja) * 2010-02-15 2011-09-22 Nec Lcd Technologies Ltd 薄膜トランジスタ、その製造方法、及び表示装置並びに電子機器
JP2015173296A (ja) * 2015-06-24 2015-10-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2015211089A (ja) * 2014-04-24 2015-11-24 Nltテクノロジー株式会社 薄膜トランジスタ及び表示装置
US9853063B2 (en) 2015-08-11 2017-12-26 Japan Display Inc. Display device
KR20190122923A (ko) * 2018-04-20 2019-10-31 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
WO2020161775A1 (ja) * 2019-02-04 2020-08-13 シャープ株式会社 表示装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI423448B (zh) * 2010-05-21 2014-01-11 Innolux Corp 影像顯示系統
KR101724556B1 (ko) * 2010-07-29 2017-04-10 삼성디스플레이 주식회사 센서 어레이 기판 및 이의 제조 방법
KR102164308B1 (ko) * 2013-12-30 2020-10-12 엘지디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 그를 이용한 액정표시장치
CN104793415A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 群创光电股份有限公司 薄膜晶体管基板、显示面板及显示装置
CN104022157A (zh) * 2014-05-26 2014-09-03 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置
KR102182482B1 (ko) * 2014-07-15 2020-11-25 엘지디스플레이 주식회사 산화물 반도체 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 표시장치용 어레이 기판
TWI553839B (zh) * 2015-04-15 2016-10-11 群創光電股份有限公司 顯示面板
KR101713030B1 (ko) * 2015-10-19 2017-03-07 주식회사 비.엘.아이 냉온음료 공급기용 니들 구조체
CN105470267A (zh) * 2016-01-11 2016-04-06 武汉华星光电技术有限公司 一种阵列基板及其制备方法
CN105742364A (zh) * 2016-04-12 2016-07-06 中山大学 一种抑制有源沟道区光致漏电流产生的mos管及应用
CN106896610A (zh) * 2017-02-24 2017-06-27 厦门天马微电子有限公司 阵列基板、显示面板及显示装置
KR102579829B1 (ko) * 2018-03-22 2023-09-18 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판
CN115735156A (zh) * 2021-06-29 2023-03-03 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
CN116230654B (zh) * 2023-05-10 2023-07-21 之江实验室 晶上系统组装结构及其组装方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730120A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Toshiba Corp 薄膜トランジスタおよびそれを用いた液晶表示装置
JP2000183356A (ja) * 1998-12-18 2000-06-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2001196594A (ja) * 1999-08-31 2001-07-19 Fujitsu Ltd 薄膜トランジスタ、液晶表示用基板及びその製造方法
JP2002297060A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Sanyo Electric Co Ltd アクティブマトリクス型表示装置
JP2004053630A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Sharp Corp 液晶表示装置及びその製造方法
JP2004241750A (ja) * 2002-03-26 2004-08-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2004258626A (ja) * 2003-02-07 2004-09-16 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05218429A (ja) * 1992-02-04 1993-08-27 Nec Corp 多結晶シリコン薄膜トランジスタ
JPH10133231A (ja) 1996-11-01 1998-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多層配線構造およびその製造方法と薄膜トランジスタアレイおよびその製造方法と液晶表示装置
JP3784491B2 (ja) 1997-03-28 2006-06-14 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス型の表示装置
TW518650B (en) * 1999-04-15 2003-01-21 Semiconductor Energy Lab Electro-optical device and electronic equipment
JP4248848B2 (ja) * 2002-11-12 2009-04-02 奇美電子股▲ふん▼有限公司 液晶表示セルおよび液晶ディスプレイ
KR100546707B1 (ko) * 2003-04-30 2006-01-26 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막트랜지스터 및 그의 형성방법
JP4069906B2 (ja) 2003-08-04 2008-04-02 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器
KR100611154B1 (ko) * 2003-11-27 2006-08-09 삼성에스디아이 주식회사 금속 유도 결정화 방법을 이용한 박막 트랜지스터, 이의제조 방법 및 이를 사용하는 액티브 매트릭스 평판 표시장치
JP2005117069A (ja) 2005-01-17 2005-04-28 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730120A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Toshiba Corp 薄膜トランジスタおよびそれを用いた液晶表示装置
JP2000183356A (ja) * 1998-12-18 2000-06-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2001196594A (ja) * 1999-08-31 2001-07-19 Fujitsu Ltd 薄膜トランジスタ、液晶表示用基板及びその製造方法
JP2002297060A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Sanyo Electric Co Ltd アクティブマトリクス型表示装置
JP2004241750A (ja) * 2002-03-26 2004-08-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2004053630A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Sharp Corp 液晶表示装置及びその製造方法
JP2004258626A (ja) * 2003-02-07 2004-09-16 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107786A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Hitachi Displays Ltd 表示装置
JP2011187931A (ja) * 2010-02-15 2011-09-22 Nec Lcd Technologies Ltd 薄膜トランジスタ、その製造方法、及び表示装置並びに電子機器
JP2015211089A (ja) * 2014-04-24 2015-11-24 Nltテクノロジー株式会社 薄膜トランジスタ及び表示装置
US10263116B2 (en) 2014-04-24 2019-04-16 Nlt Technologies, Ltd. Thin film transistor and display device
JP2015173296A (ja) * 2015-06-24 2015-10-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US9853063B2 (en) 2015-08-11 2017-12-26 Japan Display Inc. Display device
US10192895B2 (en) 2015-08-11 2019-01-29 Japan Display Inc. Display device
KR20190122923A (ko) * 2018-04-20 2019-10-31 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR102603872B1 (ko) 2018-04-20 2023-11-21 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
WO2020161775A1 (ja) * 2019-02-04 2020-08-13 シャープ株式会社 表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101009333A (zh) 2007-08-01
JP4844133B2 (ja) 2011-12-28
TW200729511A (en) 2007-08-01
CN101009333B (zh) 2010-06-16
KR20070078075A (ko) 2007-07-30
US20070170506A1 (en) 2007-07-26
US7629650B2 (en) 2009-12-08
TWI334226B (en) 2010-12-01
KR100861628B1 (ko) 2008-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4844133B2 (ja) 半導体装置
JP4179393B2 (ja) 表示装置及びその製造方法
KR20100091123A (ko) 표시 장치
JP2012069842A (ja) 表示装置
JP2008165029A (ja) 液晶表示装置
JP2013246358A (ja) 液晶パネル、液晶パネルの製造方法および液晶表示装置
JP2009063955A (ja) 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器
JP2008165028A (ja) 液晶表示装置
JPH10123567A (ja) 液晶表示素子用薄膜トランジスタアレイ
JP5371377B2 (ja) 表示装置
JP2009139417A (ja) 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器
JP4814371B2 (ja) アクティブマトリクス基板
JP2009115883A (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP2009205051A (ja) 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
JP2009043871A (ja) 電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器
JP2007188853A (ja) 表示装置
JP5154182B2 (ja) 液晶表示装置及び電子機器
JP2006178235A (ja) 薄膜トランジスタアレイ基板及び液晶表示装置
JP4977927B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP4910706B2 (ja) 電気光学装置の製造方法
JP4007412B2 (ja) 薄膜半導体装置及び液晶表示装置とこれらの製造方法
JP2024021842A (ja) 表示装置
WO2020116107A1 (ja) 表示装置および半導体装置
JPH07181517A (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
JP3960314B2 (ja) 薄膜半導体装置及び液晶表示装置とこれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100329

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100510

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20100702

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100702

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110913

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110926

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4844133

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250